KR101795516B1 - 과일포장박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 과일포장박스의 이송 중에, 외부 충격에 의해 과일이 손상되는 것을 방지하기 위하여 과일포장박스를 구조를 개선함과 아울러, 과일포장박스의 저장과 유통 중에 과일에서 발생하는 가스를 흡착할 수 있고, 또 박스 내부의 수분을 흡습할 수 있도록, 상기 과일포장박스의 베이스지에 흡습과 흡착 기능을 갖는 코팅층이 구비된 과일포장박스를 제공하는 것이다.

Description

과일포장박스{fruits packing box}

본 발명은 구 형상의 사과, 배, 참외, 복숭아 등 다양한 과일을 포장하여 운반 및 보관할 때 외부에서 가해지는 충격에 의해 상기 다양한 과일이 손상되지 않도록 과일 둘레를 에워싸고 있는 완충박스가 내장된 과일포장박스에 관한 것이다.

또한 본 발명은 보관시에 발행하는 가스와 수분을 흡착할 수 있는 무기분말입자가 상기 포장박스 및 완충박스의 베이스지 일면 또는 양면에 코팅되어 있는 과일포장박스에 관한 것이다.

일반적으로 과일을 포장하는 상자로는 골판지나 스티로폼 등으로 된 포장상자가 널리 사용되고 있는바, 구형상인 사과, 배, 복숭아, 참외 등의 과일을 포장하는 방법은 상ㆍ하부로 포개지는 포장박스의 내부에 구 형상의 과일을 포장하여 운반 및 보관하는 과정에서 외부에서 가해지는 충격에 의해 과일이 손상되지 않도록 스티로폼 재질을 사용한 판 형상의 완충판체를 사용하는데, 상기 완충판체에는 과일을 삽입할 수 있도록 일정간격으로 삽입홈을 배열하여 삽입한 후, 스펀지재질의 겉싸개로 과일의 표면을 감싸서 완충판체의 삽입홈으로 삽입한다.

그러나 상기와 같은 과일포장상자는 충격에 약한 종이류나 스티로폼으로 구성되어 있어 외부 충격으로부터 포장상자가 쉽게 파손되거나 변형되어 내부에 보관되어 있는 과일이 운반 및 보관하는 과정에서 외부충격으로부터 제대로 보호받지 못하여 손상 및 훼손되거나 변형됨으로써 품질을 떨어뜨리게 되는 등의 문제가 있다.

즉, 기존의 종이류로 제작된 과일포장상자는 강도가 약하여 외부 충격에 의해 상자가 쉽게 파손되거나 훼손되고, 내부에 보관된 과일을 단순히 겉싸개로 싸고 있어 외부 충격에서 제대로 보호해 주지 못하게 됨으로써 내부에 위치한 과일이 훼손되거나 변형되어 과일의 품질을 떨어뜨리는 등의 문제가 있었다.

따라서, 최근에는 구형상의 과일을 택배로 배달하는 경우가 일반적이기 때문에 배달하는 과정에서 포장박스가 손상되면서 과일이 멍이 드는 경우가 많이 있어 소비자가 품질에 불만을 품고 반품을 요구하는 경우가 많으며 이로 인해 판매자에게는 판매부진이 가중되어 경제적인 손실을 초래한다.

또한, 과일을 포장박스에 포장할 때 과일마다 전부 겉싸개를 싸는 과정이 번거롭고. 겉싸개를 구입하는 구입비용과 합성수지 재질인 스펀지를 사용한 후에 폐기할 때 환경오염을 유발하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 과일포장박스가 한국특허등록 제10-1124703호에 개시되어 있다.

상기 개시된 포장박스는 기존의 과일포장박스에 구형상의 과일을 포장할 때와 같이 스티로폼 판체 또는 겉싸개를 사용하지 않고 과일의 상ㆍ하부가 완충박스에 의해 안착함으로써, 과일포장박스 내부에서 과일을 사이에 두고 상ㆍ하에 위치하는 완충박스가 포장박스의 내주면에서 이격된 상태에서 고정됨으로 인해 외부에서 가해지는 충격에도 손상 및 훼손되지 않아 소비자에게 완전한 상태로 배달될 수 있다.

하지만, 상기 개시된 포장박스의 완충판체에는 복수개의 관통구멍이 형성되어 있고 상기 복수개의 관통구멍 주위에는 일정간격으로 일부가 절개되어 형성된 난좌부가 구비되어 있어서, 과일이 상기 관통구멍에 안착되어 난좌부에 접촉하는 상태에서 상기 포장박스가 외력에 의해 진동하게 되면, 상기 난좌부의 복수개의 절결편이 날카로운 형상으로 되어 있어서, 상기 복수개의 절결편에 의해 상기 과일이 긁히게 되어 상기 과일이 손상된다고 하는 문제점이 있다.

따라서 구 형상의 과일을 포장할 때 사용하는 과일포장박스의 구조 개선이 요구되고 있다.

또한, 상기 과일포장박스의 베이스지는 내수성 및 내유성이 우수하여야 하고 이를 위해 범용수지인 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 우레탄과 같은 다양한 합성수지가 종이 등의 베이스지 표면에 코팅되고 있는데, 이러한 코팅작업에는 가소성이나 열접착성을 부여하기 위한 보조제가 추가로 필요하고 이러한 물질들을 포함한 합성수지를 포장박스 및 그 내면의 완충박스에 포장재에 코팅하는 경우 유해물질의 용출로 인해 인체에 악영향을 끼칠 수 있으며, 폐기과정에서 환경호르몬이 방출되는 문제가 발생한다. 또, 과일 등의 농산물은 포장박스에 담아 저장이나 유통 중에도 호흡작용을 계속하고 있고 이러한 호흡작용을 통하여 박스에 포장된 과일이 시들거나 마르는 현상이 발생하며, 또한 저장이나 유통 중 에틸렌가스, 알데히드가스 또는 알코올가스 등이 발생하고 발생한 가스는 과일의 숙성을 촉진하는 원인이 되므로, 이러한 자연숙성에 의한 연화현상으로 인하여 품질이 서서히 변화하고 미생물의 작용에 의하여 부패하기 쉬워지는 문제가 있었다.

따라서 상기 과일포장박스의 구조 개선과 더불어 포장박스의 베이스지에 수분 흡습과 가스 흡착할 수 있는 기능을 갖는 코팅층이 구비될 것이 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 과일포장박스의 이송 중에, 외부 충격에 의해 과일이 손상되는 것을 방지하기 위하여 과일포장박스를 구조를 개선함과 아울러, 과일포장박스의 저장과 유통 중에 과일에서 발생하는 가스를 흡착할 수 있고, 또 박스 내부의 수분을 흡습할 수 있도록, 상기 과일포장박스의 베이스지에 흡습과 흡착 기능을 갖는 코팅층이 구비된 과일포장박스를 제공하는 것이다.

본 발명은, 종래와 같이, 외부 포장박스 내에 삽입되는 완충판체의 테두리가 상기 외부 포장박스의 내벽에 맞닿음하는 상태에서 상기 완충판체에 복수개의 관통구멍을 형성시키되, 상기 복수개의 관통구멍 각각에 밑으로 갈수록 직경이 좁아지는 절두원추 형상을 가진 일회용인 종이컵 또는 둘레방향으로 주름진 종이컵을 쇄기방식으로 삽입하고, 상기 종이컵의 길이가 상기 일회용 종이컵의 바닥이 상기 외부 포장박스의 바닥에 접촉하고 그리고 상기 일회용 종이컵의 상부 테두리의 말림부의 밑이 상기 완충판체의 윗면에 접촉할 수 있는 길이로 되게 하거나 또는 주름진 종이컵의 상부 테두리가 상기 완충판체의 윗면에 돌출될 수 있는 길이로 되게 하고, 아울러 상기 일회용 종이컵은 과일의 꼭지부가 상부하고 가정할 때, 과일의 하부에서 과일의 상반부까지 상기 종이컵에 상기 과일이 삽입되게 할 수 있는 크기를 갖게 하고,

또 상기 포장박스 및 완충판체의 베이스지에 제올라이트 분말, 규조토 분말 또는 이들 혼합물 85~95 중량%와 탄산칼슘 분말 5~15 중량%로 된 혼합분말 100 중량부, 물 140~180 중량부 및 폴리 유산 15~30 중량부를 혼합하여 된 코팅액을 도포하여 코팅층을 형성함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제해결수단에 의해, 포장박스가 외력에 의해 진동하게 되어도, 과일이 일회용 컵에 의해 보호되어 과일이 손상되지 않고, 또 유통 중에 가스나 수분에 노출되어도, 코팅층에 의해 과일이 숙성되거나 부패되는 것을 방지할 수 있어, 신선도를 유지하면서 안전하게 과일을 소비자에게 전달하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 과일완충보호부를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 과일완충보호부의 블랭크에 대한 전개도를 도시한 도면,
도 3은 도 2의 블랭크의 전/후방 외다리패널들과 숫형태브들이 접혀진 상태를 도시한 도면,
도 4는 도 2의 블랭크에서 좌/우측 외다리패널들이 접혀진 상태를 도시한 도면,
도 5는 도 2의 블랭크에서 내다리패널들이 접혀진 상태를 도시한 도면,
도 6은 도 1에서 종이컵이 장착된 상태를 도시한 도면,
도 7은 도 2의 관통구멍에 난좌부가 구비된 것을 도시한 도면, 및
도 8은 도 1에서 일회용 종이컵이 아닌 둘레발향으로 주름진 종이컵이 장착된 상태를 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 과일완충보호부에 대하여 도 1 내지 도 8을을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 본 실시예의 과일완충보호부가 부호 100으로서 지시되어 있다.

상기 과일완충보호부(100)는 직육면체 상자형 외부박스(1) 내에 둘레가 상기 상자형 외부박스(1)의 내벽에 접촉하는 상태에서 삽입되어 있다.

상기 상자형 외부박스(1)의 천장은 막히거나 도 1에 도시된 바와 같이 위가 개방되되 상기 상자형 외부박스(1)의 바닥의 크기 보다 작은 개구(2)를 가진다.

상기 과일완충보호부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 블랭크(A)가 접어져서 만들어진 것이며, 상기 블랭크(A)는, 장방형 시트 형상의 천장패널(10), 상기 천장패널(10)의 좌변에 절첩선을 개재하여 이음된 좌측외다리패널(11), 상기 천장패널(10)의 우변에 절첩선을 개재하여 이음된 우측외다리패널(12), 상기 천장패널(10)의 상변에 절첩선을 개재하여 이음된 후방다리패널(13), 상기 천장패널(10)의 하변에 절첩선을 개재하여 이음된 전방다리패널(14), 상기 후방다리패널(13)의 좌우변에 절첩선을 개재하여 이음된 후방좌측숫형태브(15) 및 후방우측숫형태브(16), 그리고 상기 전방다리패널(14)의 좌우변에 절첩선을 개재하여 이음된 전방좌측숫형태브(17) 및 전방우측숫형태브(18)을 포함하고 있다.

또한, 상기 블랭크(A)는 상기 좌측외다리패널(11)의 좌변에 절첩선을 개재하여 이음된 좌측내다리패널(19), 및 상기 우측외다리패널(12)의 우변에 절첩선을 개재하여 이음된 우측내다리패널(20)을 포함하고 있다.

상기 후방좌측숫형태브(15)와 전방좌측숫형태브(17)는 상기 블랭크(A)가 접어졌을 때 그 선단들이 서로 겹쳐지지 않는 길이를 가지며, 그리고 상기 후방우측숫형태브(16)와 전방우측숫형태브(18)는 상기 블랭크(A)가 접어졌을 때 그 선단들이 서로 겹쳐지게 않는 길이를 가진다.

또한, 상기 좌측외다리패널(11)과 상기 천장패널(10) 사이에 개재된 절첩선 중앙에는 좌측슬롯개구(21)가 형성되어 있고, 그리고 상기 우측외다리패널(12)과 상기 천장패널(10) 사이에 개재된 절첩선 중앙에는 우측슬롯개구(22)가 형성되어 있다.

또한, 상기 좌측내다리패널(19)의 좌변의 중앙에는 상기 좌측슬롯개구(21)에 삽입될 수 있는 좌측숫형돌기(23)가 형성되어 있고, 그리고 상기 우측내다리패널(20)의 우변의 중앙에는 상기 우측슬롯개구(22)에 삽입될 수 있는 우측숫형돌기(24)가 형성되어 있다.

또한, 상기 천장패널(10)에는 복수개의 관통구멍(25)이 형성되어 있다.

상기된 바와 같이 형성된 블랭크(100)는 다음과 같이 접어질 수 있다.

먼저, 펼쳐진 블랭크(A)에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 후방다리패널(13)과 상기 전방다리패널(14)을 천장패널(10)에 대하여 천장패널(10)의 내면을 향하는 쪽으로 직각으로 접어서 기립시키고 나서 상기 후방좌측숫형태브(15)와 전방좌측숫형태브(17)를 서로 마주하게 직각으로 접는다.

그 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 좌측외다리패널(11) 및 우측외다리패널(12)을 천장패널(10)에 대하여 천장패널(10)의 내면을 향하는 쪽으로 직각으로 접어서 기립시킨다.

그 다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 좌측내다리패널(19)과 상기 우측내다리패널(20) 각각을 상기 좌측외다리패널(11) 및 상기 우측외다리패널(12)의 내면과 맞닿게 하는 쪽으로 되접어서 상기 후방좌측숫형태브(15)와 상기 전방좌측숫형태브(17)가 상기 좌측내다리패널(19)과 상기 좌측외다리패널(11) 사이에 삽입되게 하고, 그리고 상기 후방우측숫형태브(16)와 상기 전방우측숫형태브(18)가 상기 우측내다리패널(29)과 상기 우측외다리패널(12) 사이에 삽입되게 한다.

이 상태에서 상기 좌측슬롯개구(21)에 상기 좌측숫형돌기(23)를 삽입하고 그리고 상기 우측슬롯개구(22)에 상기 우측숫형돌기(24)를 삽입한 다음, 뒤집으면 밑이 개방되어 위가 막힌 직육면체형상을 유지하게 된다.

상기 직육면체형상은 삽입 상태에 있는 상기 후방좌측숫형태브(15), 상기 전방좌측숫형태브(17), 상기 후방우측숫형태브(16), 상기 전방우측숫형태브(18) 중 적어도 어느 하나를 삽입해제하지 않으면 그 상태가 유지될 수 있다.

상기 과일완충보호부(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 복수개의 관통구멍(25)에 각각 삽입되는 절두원추 형상을 가진 통상의 일회용 컵인 복수개의 종이컵(30)을 포함하고 있다.

상기 복수개의 종이컵(30)은 상부가 상기 복수개의 관통구멍(25)의 직경보다 크고 하부가 상기 복수개의 관통구멍(25) 보다 작은 크기로 되어 있어서 상기 복수개의 관통구멍(25)에 쇄기방식으로 삽입장착되게 되어, 상기 천장패널(10)을 뒤집어도 상기 복수개의 관통구멍(25)에서 빠지지 않게 된다.

또한, 상기 복수개의 종이컵(30)은 도 6에 도시된 바와 같이, 바닥이 상기 외부박스(1)의 바닥에 접촉하고 그리고 상부 테두리의 말림부(31)의 밑이 상기 천장패널(10)의 윗면에 접촉할 수 있는 길이로 되어 있다.

또한, 상기 복수개의 종이컵(30)은 과일(50)의 꼭지부(51)가 상부하고 가정할 때, 과일의 하부에서 과일의 상반부까지 상기 종이컵(30)에 상기 과일이 쇄기방식으로 삽입되어 상기 과일의 하부가 상기 종이컵(30)의 바닥에 닿지 않는 크기와 형상을 가진다.

상기 과일(50)은 구형상인 사과, 배, 복숭아, 참외 등의 과일이며, 이러한 과일들은 통상적으로 상반부가 크고 하반부가 상반부보다 작은 것으로 되어 있다.

따라서, 상기 과일은 상기 종이컵(30)에 쇄기방식으로 삽입되어 있어서, 상기 천장패널(10)을 뒤집어도 상기 종이컵(30)에서 빠지지 않게 된다.

상기 복수개의 종이컵(30)은 일회용 종이컵 대신에, 도 8에 도시된 바와 같이, 둘레방향으로 주름진 종이컵으로 대체될 수 있다. 이때에는 바닥이 상기 외부박스(1)의 바닥에 접촉는 상태에서, 주름진 종이컵의 상부 테두리가 상기 완충판체의 윗면에 돌출될 수 있는 길이로 되어 있다.

상기 실시예의 설명에서 상기 복수개의 관통구멍(25) 주위에 위의 종래기술에 언급된 한국특허등록 제10-1124703호에 개시된 난좌부가 없는 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 복수개의 관통구멍(25)의 주위에는 일정간격으로 일부가 절개되어 형성된 난좌부(40)가 구비될 수도 있다.

상기 복수개의 관통구멍(25) 주위에 상기 난좌부가 구비되어 있으면, 상기 복수개의 종이컵(30)과 상기 복수개의 관통구멍(25)의 난좌부(40)와의 접촉면적이 증대되어 안정적으로 상기 복수개의 관통구멍(25)에 상기 복수개의 종이컵(30)을 안착시킬 수 있다는 관점에서 바람직하다.

또한, 상기 실시예의 설명에서 상기 과일완충보호부(100)가 천장패널과 상기천장패널 주위에 복수개의 다리패널이 구비된 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 복수개의 다리패널이 배제된 상태에서 상기 천장패널만이 그 테두리가 상기 상자형 외부박스(1)의 내벽에 접촉하고 있어도 된다.

그 이유는 상기 복수개의 종이컵(25)이 항상 상기 상자형 외부박스(1)에 접촉하고 있어서 다리 역할을 하고 있고, 아울러 상기 상자형 외부박스(1)의 상부개구가 상기 상자형 외부박스(1)의 바닥보다 좁아서 상기 천장패널(10)이 상기 상부개구를 통하여 빠져나올 수 없기 때문이다.

다음에는 본 발명의 포장박스를 형성하는 베이스지에 특정의 무기물질입자가 코팅되어 있는 포장재에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 과일포장박스의 포장재는 베이스지에 제올라이트 분말, 규조토 분말 또는 이들을 혼합물 85~95 중량%와 탄산칼슘 분말 5~15 중량%로 된 혼합분말 100 중량부, 물 140~180 중량부 및 폴리 유산 15~30 중량부를 혼합하여 된 코팅액을 도포하여 이루어진다.

상기 포장박스의 베이스지에 코팅층을 형성하는 방법은 우선 제올라이트 분말과 규조토 분말 중 적어도 하나와 탄산칼슘 분말을 혼합하여 혼합분말을 준비하는 단계; 물, 폴리 유산 및 상기 혼합분말을 혼합하여 코팅액을 준비하는 단계; 베이스지에 상기 코팅액을 도포하는 단계; 및 상기 코팅액이 도포된 베이스지를 건조하는 단계;를 포함하여 이루어진다. 상기 코팅액을 구성하는 성분의 특성과 역할은 다음과 같다.

제올라이트(zeolite)는 주로 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유하는 다공질 결정체의 알루미늄 규산염 광물로서, (Si,Al)O₄의 사면체가 정점 산소(apical oxygen)에 의하여 3차원의 입체망상 골격구조를 이루고 있으며, 중앙부에 큰 공극이 형성되고 물분자와 교환성 양이온이 함유되어 있다.

물분자는 비교적 저온의 가열에 의하여 쉽게 제거되나 제올라이트 구조의 골격은 변하지 않으므로 공기 중의 수분을 흡수할 수 있으며, 화학적 조성은 Wy(Si,Al)(O₂xnH₂O)로 나타낼 수 있고 W는 주로 나트륨(Na)과 칼슘(Ca)으로 구성되고 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 바륨(Ba), 리튬(Li) 등도 함유되어 있다.

제올라이트는 일정한 크기의 세공경(細孔經)을 가지고 있어서 이것보다 작은 분자를 선택적으로 통과시켜 흡착하며, 결정구조 내에 있는 양이온의 작용에 의해 불포화 탄화수소나 극성물질을 선택적으로 강하게 흡착함과 더불어 상기 양이온은 다른 양이온과 용이하게 교환가능하여 유해물질의 제거, 유용성분의 농축 및 회수 기능과 더불어, 양이온의 일부를 음이온으로 치환하여 항균성을 갖도록 함으로써 식품의 품질유지와 선도유지에 효능을 발휘한다.

규조토(diatomite)는 단세포생물인 규조류의 유해가 쌓여 이루어진 암석 또는 퇴적물로서 주로 이산화규소(SiO₂)로 구성되어 있으며, 대부분이 비정질 실리카로 구성되고 여기에 약간의 결정질 실리카가 존재하며, 다공질(多孔質)인 규조 자체의 복잡한 구조와 그 껍데기의 일차 및 이차 공극 때문에 밀도가 매우 낮고 규조의 셀(cell)에 무수한 틈이 있어서 불순물 입자를 걸러낼 수 있으며, 열절연성, 내화성, 내화학성, 흡수성이 우수하여 흡착제, 거름재, 보온재, 연마재 등에 많이 사용된다.

상기와 같이 제올라이트 분말과 규조토 분말은 미세한 개방 셀 들로 이루어진 무수한 공극 형상과 그 내부공간의 넓은 표면적이 나타내는 구조적 기능으로 인하여, 이를 코팅하여 제조되는 식품포장재의 수분 흡수능력과 암모니아가스, 탄산가스, 황화수소가스 등의 가스와의 결합능력 및 중금속의 흡착능력이 우수하다.

탄산칼슘(calcium carbonate)은 무색의 결정 또는 백색의 고체로서 순수한 물에는 용해하지 않으나 이산화탄소를 함유하는 물에는 용해하여 탄산수소칼슘(calcium hydrogen carbonate)을 생성하고 탄산칼슘에 산을 작용시키면 이산화탄소를 발생한다.

이러한 탄산칼슘은 인체에 대한 독성이 없고 각종 유해 세균이나 미생물에 대하여 항균 및 제균력을 갖고 있으며, 경도, 단열, 흡습, 은폐성이 우수한 증량제 및 보강제로서의 기능뿐만 아니라 물에 분산되어 현탁액을 형성하면서 제올라이트 분말과 규조토 분말의 유동성을 조절하는 역할을 한다.

탄산칼슘은 입도와 제조공정에 따라서 중질탄산칼슘(ground calcium carbonate)과 경질탄산칼슘(precipitated calcium carbonate)으로 구분할 수 있는데, 일반적으로 중질탄산칼슘은 석회석을 분쇄, 분급하는 물리적 방법으로 제조되고 경질탄산칼슘은 석회유(石灰乳)에 이산화탄소를 불어넣어 생기는 침전물을 여과·건조·분쇄하는 화학적 방법으로 제조된다.

중질탄산칼슘의 입자크기는 명확히 정의되어 있지 않으나 대략 지름이 1 ㎛ 이상을 가리키고 통상 1~45 ㎛ 정도이며, 경질탄산칼슘의 입자크기는 1 ㎛ 미만으로서, 경질탄산칼슘은 중질탄산칼슘에 비해 입자가 작고 비표면적이 크며 입도 분포가 좁으므로 물에서의 분산안정성 및 제올라이트 분말과 규조토 분말의 유동성을 증가시키는 면에서 경질탄산칼슘을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 탄산칼슘 분말로서 패류양식업의 부산물인 굴 껍질(oystershell)을 미분쇄한 굴 껍질 분말을 사용할 수 있으며, 굴 껍질의 주성분은 방해석구조의 탄산칼슘이고 이외에도 인(phosphorus) 성분이 함유되어 있어서 굴 껍질 분말이 함유된 코팅액을 베이스지에 코팅시 인산칼슘을 생성하여 강도가 향상되며, 천연의 다공성 무기물로서 열 충격에 의한 수축·팽창에 안정하여 코팅액이 베이스지 상에서 건조된 후 균열하는 것을 억제한다.

굴 껍질의 단면을 보면 치밀한 판상구조인 시트층(sheet layer)과 비표면적이 큰 다공성 구조의 벌키층(bulky layer)으로 구성되어 화학조성과 구조에서 서로 차이가 있는데, 본 발명의 포장 대상물인 식품에서 발생하는 가스와 수분을 좀더 흡착할 수 있도록 다공성 구조의 벌키층을 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 탄산칼슘을 대체하여 해양수산폐기물인 굴 껍질을 재활용하므로 환경오염을 줄이고 자원을 절약할 수 있어서 환경친화적이고 인체에 유해하지 않아서 인체친화적이며, 굴 껍질의 벌키층은 거대기공이 적고 미세기공이 많아서 이러한 굴 껍질의 벌키층이 함유된 코팅액으로 코팅된 포장재는 구조가 치밀하여 강도가 높고 내산성 및 내화성 등의 각종 물성이 우수하다.

상기 제올라이트 분말, 규조토 분말 및 탄산칼슘 분말이 물에서 높은 분산성을 갖도록 하기 위하여 이들 분말은 200~500 메시(mesh)의 미세한 입자 크기를 가지는 것이 바람직한데, 입자가 미세할수록 비표면적이 커지고 이러한 미세입자에 유동성을 부여하기 위하여 물은 입자표면을 둘러싸면서 입자와 입자 사이의 공간을 채우게 되므로 이들 분말입자의 분산성이 커지게 된다.

상기 코팅액의 용매로 작용하는 물은 혼합분말을 분산시켜 유동성을 부여하는 역할과 코팅액을 베이스지에 도포시 피복층이 형성되는 것을 돕는 역할을 하며, 유기용매와는 달리 피복층에 악영향을 미치는 잔류물로서 남지 않는다.

폴리 유산(polylactic acid)은 식물에서 추출한 전분을 원료로 한 소수성(hydrophobic)의 결정성 폴리에스테르의 일종으로서, －[O(CH₃)CHOC]n-의 반복단위를 가지며, 상기 코팅액이 베이스지에 부착되도록 하는 접착제 역할을 수행한다.

폴리 유산은 생체 내에도 존재하는 천연 유기화합물인 유산을 기본구성단위로 하기 때문에 바이오매스(biomass)를 이용한 생분해성 고분자 중에서 안전성과 식품위생성이 가장 우수할 뿐만 아니라 역학특성, 내열성, 경제성 면에서 장점을 가지고 있다.

폴리 유산에는 폴리－L－유산, 폴리－D－유산의 광학 이성질체(optical isomer)가 존재하고 이들 중 광학순도(optical purity)가 낮은 쪽이 융점이 낮으므로 광학순도가 90 % 이하인 저융점의 폴리 유산을 사용하는 것이 접착성능을 증가시키는데 바람직하다.

저융점의 폴리 유산에 의한 접착성능의 증가는 폴리 유산의 혼합량을 줄일 수 있어서 상대적으로 제올라이트 분말, 규조토 분말, 탄산칼슘 분말의 혼합량이 증가하여 식품포장재의 가스 및 수분 흡착성능이 좀더 향상되는 효과가 있으며, 또한 폴리 유산의 혼합량 감소는 접착성분에 의한 상기 무기분말들의 응집 가능성을 낮추어 코팅액 중의 무기분말입자가 바닥에 침전되는 것을 방지하는 점에서도 바람직하다.

상기 코팅액은 무기분말입자가 물에 분산된 현탁액(suspension) 상태이고 제올라이트 분말, 규조토 분말, 굴 껍질 분말은 다공성 구조로 이루어져서 분말입자 표면에 폴리 유산을 흡착하며, 상기 폴리 유산을 흡착한 무기분말입자는 소수성의 상호작용에 의해 입체 반발력(steric repulsion)이 발생하고 이로 인한 척력으로 인하여 현탁액 중에서 침전되지 않고 안정적으로 분산될 수 있다.

상기와 같이, 코팅액에 함유된 중량이 큰 제올라이트 분말이나 규조토 분말은 탄산칼슘에 의하여 유동성이 증가하고 입자들 간의 척력에 의해 분산안정성이 향상되어, 저장용기 및 저장용기에서 배관을 통하여 노즐 등의 분사구까지 이동하는 도중에 가라앉는 것이 감소하게 된다.

다음은 상기 코팅액을 종이, 직물 또는 부직포의 베이스지에 도포하고 60~350 ℃의 온도로 건조하여 포장재를 제조하며, 도포량은 특별히 제한되지는 않으나 평량(坪量) 5~300 g/㎡이 바람직하고 20~60 g/㎡이 더욱 바람직하며, 이때의 코팅속도는 80~500 m/분이 바람직하고 200~300 m/분이 더욱 바람직하다.

상기 코팅액의 도포는 나이프 코터(coater), 그라비어 코터, 스크린 코터, 롤 코터, 스프레이 코터 등에 의한 코팅방법 또는 함침하는 방법을 통하여 시트상(sheet form) 또는 필름상(film form)으로 피복층을 형성할 수 있고 가열 롤(heating roll) 등을 이용하여 60~350 ℃의 온도로 가열 건조할 수 있으며, 한쪽 면 또는 양쪽 면에 라미네이트(laminate) 가공하거나 용융 압출하여 T-다이(T-die) 다층 동시 압출하여 피복층을 형성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 제조되는 포장재는 베이스지에 도포된 코팅액이 건조과정에서 수분이 제거되어, 베이스지의 일면 또는 양면에 제올라이트 분말, 규조토 분말 또는 이들 혼합물 65~81 중량%, 탄산칼슘 분말 5~11 중량% 및 폴리 유산 14~24 중량%로 된 코팅층이 형성되게 된다.

상기와 같이, 과일포장박스의 베이스지에 친환경적으로 인체에 무해한 상기 코팅층을 형성함으로써, 수분 흡착성과 가스 결합성이 우수하여 과일을 신선도 유지와 보존성을 향상시킬 수 있게 된다.

1; 외부박스, 2; 개구, 10; 천장패널

Claims (5)

1. 상자형 외부박스(1)의 내벽에 과일완충보호부(100)가 삽입되어 있는 구 형상의 과일을 포장하는 과일포장박스에 있어서,
   상기 과일완충보호부(100)는, 상자형 외부박스(1) 내에 둘레가 상기 상자형 외부박스(1)의 내벽에 접촉하는 시트 형상의 천장패널(10) 및 상기 천장패널(10)에 형성된 복수개의 관통구멍(25)에 각각 삽입되는 절두원추 형상을 가진 일회용 컵이거나 둘레방향으로 주름진 복수개의 종이컵(30)을 포함하고,
   상기 복수개의 종이컵(30)은 상부가 상기 복수개의 관통구멍(25)의 직경보다 크고 하부가 상기 복수개의 관통구멍(25) 보다 작은 크기로 되어 있어서 상기 복수개의 관통구멍(25)에 쇄기방식으로 삽입장착되게 되며,
   상기 복수개의 종이컵(30)은 바닥이 상기 외부박스(1)의 바닥에 접촉하고 그리고 상부 테두리의 말림부(31)의 밑이 상기 천장패널(10)의 윗면에 접촉할 수 있는 길이로 되어 있거나, 또는 주름진 종이컵의 상부 테두리가 상기 천장패널(10)의 윗면에 돌출될 수 있는 길이로 되게 하고,
   상기 복수개의 종이컵(30)은 과일의 꼭지부가 상부라고 가정할 때, 과일의 하부에서 과일의 상반부까지 상기 종이컵(30)에 상기 과일이 쇄기방식으로 삽입되어 상기 과일의 하부가 상기 종이컵(30)의 바닥에 닿지 않는 크기와 형상을 가지며,
   상기 외부박스(1), 과일완충보호부(100) 및 종이컵(30)의 적어도 하나의 일면 내지 양면에는 제올라이트 분말, 규조토 분말 또는 이들 혼합물 85~95 중량%와 굴 껍질의 벌키층을 미분쇄하여 제조한 탄산칼슘 분말 5~15 중량%로 된 혼합분말 100 중량부, 물 140~180 중량부 및 광학순도가 90% 이하인 저융점의 폴리 유산 15~30 중량부를 혼합하여 이루어진 코팅층이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 과일포장박스.
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3. 제 1항에 있어서,
   상기 복수개의 관통구멍(25)의 주위에는 일정간격으로 일부가 절개되어 형성된 난좌부(40)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 과일포장박스.
4. 삭제
5. 삭제

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